鈦合金結構件的加工難點(diǎn)以及弱剛性結構加工變形影響因素，從機床的選用、刀具的選用、有效的冷卻等幾個(gè)方面提出了弱剛性結構件加工變形的控制方法。鈦合金材料具有輕質(zhì)，高強度、耐高溫等優(yōu)異性能，如：用TC18鈦合金代替高強度結構鋼用于起落架，可實(shí)現飛機結構減重15%左右，因而在國外先進(jìn)飛機的主承力件大量使用了新型高強度鈦合金，如：美國的B-1轟炸機的機體結構材料中，鈦合金約占21%；俄羅斯的伊爾-76飛機用鈦量達到了機體結構重量的12.5%，從發(fā)展趨勢看，歐美各國對于鈦合金的使用量正在逐漸增加，同時(shí)也表明大量使用鈦合金，特別是一些新型鈦合金已成為航空設計的發(fā)展方向。但是航空航產(chǎn)品大多采用薄壁零件，其結構相對復雜，精度要求高，由于壁薄造成零件剛度較差，在切削力的作用下，易產(chǎn)生加工彎曲變形，壁厚尺寸上下不一致、導致超差。目前企業(yè)中常用的方法是在精加工反復銑削，由于鈦合金導熱系數小，彈性模量低（約為鋼的1/2），化學(xué)活性高，較小的余量根本就無(wú)法銑削掉，往往產(chǎn)生“少切”現象，為了保證零件尺寸只能靠手工打磨，大大增加了零件的加工周期，且有可能使零件表面產(chǎn)生過(guò)燒現象。

一.鈦合金結構件零件的切削加工解決方案

影響鈦合金弱剛性結構加工的主要因素有：機床剛性，刀具的選用、工藝參數、有效的冷卻等。在加工過(guò)程中，各種因素作用，交互影響，變形誤差的累積致使加工出的弱剛性結構件超差，加工變形難以控制。

2.1 機床的選用

機床-夾具-刀具的系y剛性要好，機床各部件間的間隙要調整好，主軸徑向跳動(dòng)要小，盡量采用這樣機床。

2.2 刀具的選用

切削生產(chǎn)率的提高主要是發(fā)展和應用新型的刀具材料的結果。過(guò)去幾十年里，切削刀具有了很大的發(fā)展，包括硬質(zhì)合金涂層，陶瓷，立方氮化硼，多晶金剛石。這些用來(lái)加工鑄鐵、鋼和高溫合金是有效的。但是沒(méi)有一種刀具能夠改善鈦合金的切削加工性，這是因為切削鈦合金的刀具材料要求具有非常重要的性能，這些包括：1）良好的熱硬性以抵抗很高的應力；2）良好的導熱性以降低熱梯度和熱沖擊；3）良好的化學(xué)惰性以降低與鈦發(fā)生化學(xué)反應的趨勢；4）良好的韌性和抗疲勞能力以適應切屑分割過(guò)程。在幾乎所有的鈦合金切削加工過(guò)程中，碳化鎢類(lèi)（WC/co）硬質(zhì)合金刀具被認為是性能最好的。一些試驗表明所有的硬質(zhì)合金涂層刀具其磨損率大于那些未涂層的刀具。雖然現在的陶瓷刀具質(zhì)量已經(jīng)得到了提高并且越來(lái)越多的用于加工難切削材料，尤其是那些高溫合金（例如鎳基高溫合金），但是由于其導熱性能差、斷裂韌性低并且與鈦發(fā)生反應，所以他們并沒(méi)有取代硬質(zhì)合金和高速鋼。超硬切削刀具材料（立方氮化硼和多晶金剛石）在切削鈦合金時(shí)的磨損率低，因而顯示出良好的性能。

鈦合金弱剛性結構件銑削過(guò)程存在的主要問(wèn)題是薄壁的銑削變形問(wèn)題。由于鈦合金的彈性模量低，而切削力相對較大，所以薄壁在銑削過(guò)程中受到銑削力的作用很容易產(chǎn)生讓刀變形，其結果是加工后薄壁的實(shí)際厚度大于理論厚度。解決這一問(wèn)題應該是盡可能的減小在銑削過(guò)程中薄壁所受的來(lái)自于垂直被加工表面方向的造成薄壁讓刀變形的力。

2.3 切削液

鈦合金具有強度高、抗氧化性、耐高溫等提點(diǎn)，在滿(mǎn)足高性能使用要求的同時(shí)，也給切削加工帶來(lái)了很多的難題。在切削鈦合金時(shí)，為了降低切削溫度，應當向切削區域澆注大量的以冷卻為主的切削液，用以把刀刃的熱量帶走和沖走切屑，以降低切削力。因此對切削液的要求是導熱系數大、熱容量大、流速快、流量大。冷卻最好的方法就是高壓冷卻法，切削液流量不小于15～20L/min。一般使用的切削液有三類(lèi)，即水或堿性溶液，水基可溶性油質(zhì)溶液和非水可溶性油質(zhì)溶液。

二.鈦合金結構件切削加工的難點(diǎn)

1.1 切削溫度高

因為鈦合金材料的導熱系數?。s為鋼的1/3～1/6），在加工鈦合金時(shí)易產(chǎn)生高的切削溫度。在相同條件下，加工鈦合金產(chǎn)生的切削熱比相同鋼要高1倍多，加工產(chǎn)生的熱量很難通過(guò)工件釋放。鈦合金比熱系數小，加工時(shí)局部溫度上升快，因此易造成刀具瞬時(shí)溫度過(guò)高，使得刀尖會(huì )急劇磨損，以至于發(fā)生過(guò)燒現象。

1.2 切削抗力大

切削鈦合金時(shí)的切削力與切削鋼時(shí)的切削力基本相當，因此在切削過(guò)程中消耗的能量相同或者略低于鋼。但是在切削鈦合金時(shí)，主切削刃附近的應力非常高。這可能是由于在切削鈦合金時(shí)前刀面上的刀屑接觸區域通常很?。ù蠹s是在相同條件下切削鋼的1/3），較大的切削應力導致工件在加工過(guò)程中出現讓刀的現象，加工出的工件尺寸不協(xié)調。

1.3 弱剛性結構的震顫

震顫是加工鈦合金弱剛性結構件時(shí)需要克服的一個(gè)重要問(wèn)題，尤其是在精加工的時(shí)候，鈦合金很低的彈性模量是切削過(guò)程中引起振動(dòng)的首要原因。當受到切削力時(shí)，鈦合金的變形量是碳鋼的兩倍。后刀面與被加工面的回彈量發(fā)生摩擦產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)也產(chǎn)生了很高的切削溫度。切削鈦合金時(shí)很高的動(dòng)態(tài)切削力是造成震顫的部分原因，其數值可以達到靜態(tài)力的30%以上，這是由于鈦合金切屑形成過(guò)程中的塑性剪切過(guò)程造成的。由于切削震顫的影響，銑削后的工件表面質(zhì)量很難達到精度要求。